Question

【题目】废弃物的回收利用可实现资源再生，并减少污染．

（1）用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜．已知：

Cu（s）+2H+（aq）═Cu2+（aq）+H2（g）△H=+64kJmol-1

2H2O2（l）═2H2O（l）+O2（g）△H=-196kJmol-1

H2（g）+O2（g）═H2O（l）△H=-285kJmol-1

在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化学方程式为__________________

（2）①在提纯后的CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液，加热，生成CuCl（氯化亚铜）沉淀，同时溶液的酸性增强．制备CuCl的离子方程式是___________

②在硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌,有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,当溶液的pH=9时,________ mol/L(已知Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)

③若在0.15硫酸铜溶液中通入过量气体,使完全沉淀为CuS,此时溶液中的浓度是______

（3）工业上常用氨水吸收H2S进行废气脱硫，生成NH4HS。一定温度下1molNH4HS固体在定容真空容器中可部分分解为硫化氢和氨气。下图1是上述反应过程中生成物浓度随时间变化的示意图。若t2时增大氨气的浓度且在t3时反应再次达到平衡，请在图1上画出t2时刻后氨气、硫化氢的浓度随时间的变化曲线_________________________。

（4）可利用H2S废气进行高温热分解制取氢气，实现化废为宝。

已知：

在恒温密闭容器中，控制不同温度进行分解实验。以起始浓度均为0.2 测定的转化率，结果见下图。

图中a为的平衡转化率与温度关系曲线，b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时的转化率。据图计算985℃时按上述反应分解的平衡常数K=______（保留2位有效数字）；说明随温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因：_________________________。

Answer 1

【答案】 Cu（s）+H2O2（l）+2H+（aq）═Cu2+（aq）+2H2O（l）△H=-319kJmol-1 2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O==2CuCl↓+SO42-+2H+ 2.2×10-10 0.30 0.13 温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短

【解析】(1). 已知：① Cu（s）+2H+（aq）═Cu2+（aq）+H2（g）△H=+64kJmol-1、② 2H2O2（l）═2H2O（l）+O2（g）△H=-196kJmol-1、③ H2（g）+O2（g）═H2O（l）△H=-285kJmol-1，根据盖斯定律，①+②÷2+③得：Cu（s）+H2O2（l）+2H+（aq）═Cu2+（aq）+2H2O（l）△H=-319kJmol-1，故答案为：Cu（s）+H2O2（l）+2H+（aq）═Cu2+（aq）+2H2O（l）△H=-319kJmol-1；

(2). ①. 由题中信息可知，CuSO4中的Cu元素从+2价降低到+1价，Na2SO3中的S元素从+4价升高到+6价，根据得失电子守恒和原子守恒，该反应的离子方程式为：2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O==2CuCl↓+SO42-+2H+，故答案为：2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O==2CuCl↓+SO42-+2H+；

②. 溶液pH=9， c(OH－)=10－5mol/L，当有氢氧化铜沉淀生成时，c(Cu2+)===2.2×10－10mol/L，故答案为：2.2×10－10；

③. 在0.15mol/L硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2+完全转化为CuS沉淀，反应的化学方程式为：CuSO4＋H2S=CuS↓＋H2SO4，此时溶液中的溶质为硫酸，c(SO42－)不变，仍然为0.15mol/L，由硫酸的化学式可知，溶液中的c(H＋)=0.3mol/L，故答案为：0.3；

(3). 若t2时增大氨气的浓度，氨气的浓度突然增大，在这一瞬间硫化氢的浓度不变，然后平衡逆向移动，氨气的浓度和硫化氢的浓度都减小，再次达到平衡时，氨的浓度比原平衡的浓度要高，且NH3与H2S浓度的降低比例是相同的，即图象中的斜率相同，则图象为：，故答案为：；

(4). 以H2S起始浓度均为0.2molL1测定H2S的转化率，985℃时H2S的转化率为40%，则

H2S(g) H2(g) + S2(g)，

起始浓度(mol/L) 0.2 0 0

转化浓度(mol/L) 0.08 0.08 0.04

平衡浓度(mol/L) 0.12 0.08 0.04

由反应方程式可知，该分解反应的平衡常数K= =0.13，随着温度的升高，反应速率加快，达到平衡时需要的时间缩短，所以曲线b向曲线a逼近，故答案为：0.13；温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短。